JPS6141663B2

JPS6141663B2 -

Info

Publication number: JPS6141663B2
Application number: JP57195319A
Authority: JP
Inventors: Takahiko Takeshima; Haruo Akemoto; Hideki Iwai
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1982-11-09
Filing date: 1982-11-09
Publication date: 1986-09-17
Also published as: US4538666A; AU2099183A; JPS5985354A; KR870001940B1; AU550026B2; KR840006453A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はダイカストマシン等の成形機に用いる
金型用ガス抜き装置に係り、さらに詳しくは金型
に取付けるスプール内部に弁を摺動自在に設け、
このスプールをシリンダによつて弁の摺動方向に
移動自在に設けた構造の金型用ガス抜き装置に関
するものである。

従来より、ダイカストは精密な製品を多量に製
造する方法として広く普及しているが、製品内部
に巣のない健全性を重要視される製品には適さな
い場合があつた。

その理由は高速、高圧で溶融金属をキヤビテイ
内に充填するため、キヤビテイ内のガスが充分に
抜けきらずに、溶融金属と混合して製品中に巣と
して残存することがあるためである。

このような不都合を解消するものとして、本発
明者等は鋳込製品や金型に制約されずに大量のガ
スを確実容易に抜き、ガスの巻き込みをなくして
健全なダイカスト製品を得ることができるように
した金型用ガス抜き装置を開発した。

今までに本発明者等が開発した金型用ガス抜き
装置としては、特開昭56−47257号（特公昭59−
309号、特許第1275125号）、特開昭56−47260号
（特公昭58−46387号、特許第1279898号）、およ
び、特開昭57−88962号（特公昭59−310号、特許
第1225117号などの公報に記載された装置があ
る。

これらの装置は、金型のキヤビテイから金型外
に通じる排出路を弁の作用で開いておいた状態で
射出を行ない、キヤビテイ内の質量の小さいガス
をガス排出路を通して排出し終わつた時点で、キ
ヤビテイ内から進んできた質量の大きな被射出溶
融物の慣性力を、前記弁に直接作用させることに
より弁を確実に、かつ素早く移動させて締め、ガ
ス排出路を直接しや断し、このガス排出路からの
被射出溶融物の流出を防ぎうるようにして、射出
時に金型内のガス抜きを確実に、かつ容易に行な
いうるようにしたものである。

このような装置のうち、特開昭57−88962号に
おいて１実施例として記載されている金型用ガス
抜き装置は、第４図に示すように、固定金型１と
可動金型の合わせ面でもある分割面に設けたキヤ
ビテイから伸びているガス抜き溝６の終端部付近
およびその延長線部に設けられている。この装置
では、内部に弁７を摺動自在に設けたスプール９
を、ブラケツト２０を介して固定金型１に取付け
たシリンダ２１によつて、弁７の摺動方向に移動
自在に設けている。そして、スプール９の内部に
設けた弁棒７ｂの後端部には、弁棒７ｂの外径よ
り大きいブロツク状の部材４０が設けられてお
り、この部材４０の側面からは、スプール９の側
面に設けた穴４１を貫通させて、復帰杆４２が設
けられている。一方、ブラケツト２０の内面の一
部には、復帰杆４２の先端付近の位置に合わせ
て、ストツパ機構４３が位置調整可能に取付けら
れている。そして、射出動作の終了時直前で弁７
が閉じて射出動作が終り、型開きを行つた後、ス
プール９を後退させたとき、そのスプール９の後
退途中で、復帰杆４２をストツパ機構４３に当て
て弁７のみの後退を止め、弁７を開きうるように
している。

なお、第４図において、８はガス抜き溝６の途
中から弁７の弁頭部７ａの側方上方まで迂回して
いる通路、１２はガスの排出口、４４は弁棒７ｂ
の後端部に取付けた部材４０とスプール９の頂部
との間に取付けた引張ばねである。また、部材４
０の側方に位置したスプール９の一部には、透孔
９ａ、透孔９ａ内で圧縮ばね１６によつて押圧さ
れているスチールボール１７、および、ばね力調
整用の押しねじ１８が設けられており、スチール
ボール１７は、図示したような弁開き状態のと
き、部材４０の外周に形成した小径部４０ａに接
していて、引張ばね４４の作用で部材４０と弁７
が引張られて弁７が閉じるのを止めている。そし
て、射出時に、キヤビテイ内のガスがガス抜き溝
６、通路８、スプール９内を通つて排出口１２か
ら排出されているとき、溶湯がガス抜き溝６を通
つて来て溶湯の慣性力が弁頭部７ａに作用した
ら、弁７がスチールボール１７による保持力に打
勝つて上昇して閉じ、閉じた後は、引張ばね４４
の作用で弁７が閉じ状態を保つようになつてい
る。

このような構造の装置においては、弁棒７ｂの
後側に、復帰杆４２を一体に設けた部材４０と引
張ばね４４が取付けられており、また、機械的な
ストツパ機構４３や復帰杆４２なども設けられて
いるので、ガス抜き装置自体の高さも高くなり、
構造も複雑になつていた。また、復帰杆４２が弁
７と一体になつているので、動く部分の質量がそ
の分だけ大きくなり、動きも若干悪くなる。

また、射出成形の開始時には金型は冷えてお
り、通常の運転時のように射出初期には低速で次
に高速で射出成形する方式をそのまま適用すると
不都合が生じる。

すなわち、金型が冷えている場合には溶湯が金
型キヤビテイの隅に至る前に凝固してしまい、完
全な成形品は得られない。そこで、通常は低速の
みで数シヨツトの射出を行い、金型を温めてから
通常の射出成形を行う。

ところが、運転開始時に低速のみで運転すると
溶湯の慣性力は弱いため、弁が閉じず、バルブ内
に溶湯が入り込むおそれがあつた。

バルブ内に溶湯が入り込むと、そこで凝固して
しまい、ガス抜き装置は機能を発揮できず、ガス
抜き装置を取出して修理や交換を行わなければな
らず、その間、運転を停止せざるを得ず、操業効
率が低下することになる。

また、型開時にはスプール全体が上昇され、ス
プールの後退途中で弁の後退を止め、ストツパ機
構により弁を開き、型締時には弁が開いた状態で
所定位置に下降させている。ところが、スプール
を下降させるシリンダの始動時には急激に作動油
の圧力が作用するため、シヨツクが生じ、弁開状
態を保持する保持機構がもつ保持能力を超えた力
が作用し、弁が閉じてしまうことがある。そうす
ると装置がガス抜き機能を失い、キヤビテイ内の
ガスが逃げることができず製品中に気泡として残
り、いわゆる巣ができてしまう。

本発明は以上のような従来の欠点を除去するた
めに成されたもので、金型に取付けるスプールの
内部に弁を摺動自在に設け、弁の弁棒部の後端部
をピストンにしてスプール内に摺動自在に設け、
ピストンの後面部に圧力を作用させ得る装置を設
け、かつ、弁に弁を閉じる方向の力を作用させる
力発生装置をピストンの前面側に設けることによ
り、装置を比較的にコンパクトにするとともに、
スプールの下降時における弁が閉じることを防止
し、低速射出時における弁の確実な閉じ動作を実
現し得るようにし、また、遠隔操作も確実容易に
行えるようにした。

以下、図面に示す実施例に基いて本発明を詳細
に説明する。

第１図および第２図は本発明の１実施例を説明
するもので、図において符号１で示すものは固定
金型、２は可動金型、１ａ，２ａは固定金型と可
動金型の分割面にそれぞれはめ込んだ半割状の座
である。ここでは、座１ａ，２ａはそれぞれ固定
金型１、可動金型２の一部とする。固定金型１と
可動金型２の分割面およびその延長位置にガス抜
き装置３が設けられている。

一方、キヤビテイ４の周辺から金型の分割面に
形成されているガス抜き道５よりガス抜き溝６を
介してガス抜き装置３の下部に至る排気通路が形
成されている。

そして、ガス抜き装置３としては、ガス抜き溝
６に対して弁頭７ａの下面とをほぼ垂直とするよ
うに弁７を設け、ガス抜き溝６の途中から弁頭７
ａの横方向へ迂回して弁頭７ａの側方上方に至る
バイパスからなるガス排出用の通路８を設けてあ
る。８ａは湯だまり部である。

弁７は、弁支持部材であるスプール９内におい
て、このスプール９に対しその軸線方向に摺動
し、第１図において上方に弁７が移動した場合に
は、スプール９の下端に設けた弁座１０に弁頭７
ａが接触し、通路８はスプール９内の弁室１１と
の連通状態が閉塞される。

弁頭７ａ部の上方には弁棒７ｂの周辺に形成さ
れる弁室１１が連続しているが、弁室１１には排
出口１２が形成されている。

スプール９の途中で、弁棒７ｂの上端部にはば
ね受け１３が固定されており、このばね受け１３
はピストンと同様にスプール９の上端に形成され
た室１４内に摺動自在に嵌合されており、ばね受
け１３と、室１４の下面すなわちスプール９の途
中に設けた弁棒７ｂ用ガイド部材９ｂの上面との
間には圧縮ばね１５が弾装されており、弁７は常
時閉じる方向への力を与えられている。

スプール９の途中であるガイド部材９ｂには弁
棒７ｂと直交した状態で透孔９ａが形成されてお
り、この透孔９ａ内には圧縮ばね１６によつて押
圧された状態でスチールボール１７が嵌合されて
おり、このスチールボール１７は弁棒７ｂの途中
に形成された小径部７ｃに接している。また、圧
縮ばね１６は押しねじ１８によつてその押圧力を
調整できる。

スチールボール１７は、圧縮ばね１５によつて
上動されようとしている弁７を止めるもので、圧
縮ばね１６の押圧力は圧縮ばね１５の弾発力に打
勝つ程度の大きさを有する。

スプール９の上端部の両側にはそれぞれ突出部
９ｃ，９ｃが突設されてＴ形になつており、これ
ら突出部９ｃはブロツク１９に形成されたＴ溝１
９ａに摺動可等に嵌合されている。このブロツク
１９は、固定金型１側に固定された支持枠２０に
固定されたシリンダ２１のピストンロツド２１ａ
の下端に固定されている。

ブロツク１９の前面には蝶ねじ２４を介して回
動レバー２５が回動自在に軸承されており、この
回動レバー２５が垂直状態にある時には、その下
端がスプール９側の上端の前面に接している。こ
の結果、回動レバー２５が垂直状態にある時には
スプール９はＴ溝１９ａから抜け出すことができ
なくなり、回動レバー２５を水平状態にしたら、
スプール９や弁７を金型１，２の上方に移動させ
た状態でスプール９は水平方向に抜けるようにな
る。

また、前記ブロツク１９はその一部に突出部１
９ｄを有し、この突出部１９ｄは支持枠２０側に
設けられたガイドロツド２８に摺動自在に嵌合さ
れており、後述するようにスプール９が昇降され
る時の案内を行う。

スプール９の上端が連結されるブロツク１９に
は、回動レバー２５と反対側の側面に、当て板２
９がその上端をボルト３０によつて固定されてい
る。当て板２９の下端は、スプール９側に延びて
いる。

また、当て板２９の下端部と中央部には空気源
と接続するための連結孔２９ａ，２９ｂが形成さ
れており、この連結孔２９ａ，２９ｂはスプール
９の上端部に形成された室１４の下部と上部に連
続する通孔１４ａ，１４ｂと連通している。そし
て、通孔１４ａ，１４ｂの端縁で、連結孔２９
ａ，２９ｂの端縁と接する位置にはＯリング２２
が取付けられており、両者の連結部の気密を保つ
ことができる構造とされている。

連結孔２９ａには配管３１、電磁切替弁３３，
３４のＡポートを介して圧縮空気源３５が接続さ
れており、連結高２９ｂには配管３２を介して電
磁切替弁３３のＢポートが接続されている。

上述したような当て板２９を設け、連結孔２９
ａ，２９ｂに対するスプール９との接触部に、Ｏ
リング２２を設けた構造を採用すると、ガス抜き
装置の清掃時において、スプール９をＴ溝１９ａ
から引き出し、スプール９や弁７のみを容易に取
り外すことができる。従つて、当て板２９はその
まま残り、空気源３５側の配管３１，３２はブロ
ツク１９側にそのまま残り、配管の着脱をしない
ですみ、清掃や保守に際して操作が極めて容易と
なる。勿論、スプール９をブロツク１９に取付け
る場合は、スプール９をＴ溝１９ａ内に押入れ、
当て板２９に押付けて、回動レバー２５でロツク
するだけで極めて簡単に取付けることができる。

次に、以上のように構成された実施例の作動を
説明する。

射出成形装置の始動開始時には、まず、金型側
から離れた位置に上昇している状態のガス抜き装
置に対し、電磁切替弁３４をオンとし、空気源３
５からの空気圧を電磁切替弁３３を介して室１４
の下室内に導く。そうすると、ばね受け１３の下
側の圧力が増大し、スチールボール１７による押
圧力に抗して弁７が上昇され、弁７は閉じる。

なお、ばね受１３の上側の空気圧は電磁弁３３
のエギゾーストポートへと抜け出すため弁７の上
昇はスムーズに行なわれる。

この状態でシリンダ２１を作動させてスプール
９全体を下降させる。

この状態で固定金型１と可動金型２の型締を行
うと、弁７が閉じた状態で、低速射出を行うこと
ができる。低速射出時に溶湯の慣性力は小さい
が、弁７はあらかじめ閉じているため、溶湯が弁
室１１側にまわり込むことはない。

このようにして金型が温たまるまでの数シヨツ
トが行われる。

一方、金型が温たまつた後には、低速射出と高
速射出の組合わせによつて射出動作が行われる
が、この時には溶湯は大きな慣性力を持つため、
弁７を閉じる力は十分にあり、今度は逆にスプー
ル９の下降時に弁７がシヨツクにより閉じないよ
うにしなければならない。

この場合には、電磁切替弁３３，３４の両方を
共にオンとする。この結果、ピストン構造を有す
るばね受け１３の上側に空気圧が導かれ、この空
気圧により弁７は圧縮ばね１５の力に抗して下降
し、弁７は開いた状態を保つ。従つて、シリンダ
２１が作動してスプール９が下降する時、シヨツ
クが生じても弁７が閉じることはない。この時、
弁７の下降に伴い、スチールボール１７は弁棒７
ｂの途中に形成された小径部７ｃ中に嵌入し、弁
７が開いた状態を保持する。

続いて、型開きの状態で、かつ弁棒７ｂの小径
部７ｃ下端段部にスチールボール１７を押圧さ
せ、弁頭７ａが弁座１０から離れた状態で、すな
わち、弁が開いた状態でスプール９全体をシリン
ダ２１を作動させることにより下降させる。スプ
ール９の下降後、電磁切替弁３３，３４をオフに
しておく。

この状態で固定金型１と可動金型２の型締を行
うと、キヤビテイ４からガス抜き道５、ガス抜き
溝６、通路８、弁室１１を経てスプール９外に至
る通路が形成される。

そして、この状態で図示していない射出プラン
ジヤが作動し溶融金属がキヤビテイ４内に供給さ
れる。この時、キヤビテイ４内を充満させた溶融
金属はガス抜き道５、ガス抜き溝６を通つて進ん
で行くが、キヤビテイ４内のガスは通路８や弁室
１１を通り、排出口１２方向に向う。なお、ガス
は質量が小さいため、ガスの作用で弁７が閉じる
ことはない。

一方、ガスに続いて溶融金属が弁頭７ａの下面
に激突する。この時、弁７に加わる衝撃は溶融金
属の質量がガスに比較して極めて大きく、慣性が
大であるため、ガスが弁７に与える衝撃より極め
て大きく、弁７を上方にはね上げる。この結果、
圧縮ばね１６によつて押圧されているスチールボ
ール１７の拘束力を脱し、弁７は上方に向い、圧
縮ばね１５による上方への引き上げ力をも加わ
り、弁頭７ａの上面が弁座１０に着座し、通路８
と弁室１１の間を閉塞し、溶融金属の流出を弁７
の位置で止める。

この時、溶融金属がガス抜き道５、ガス抜き溝
６内でガスと混合し、飛沫状となり、不連続に弁
体に当たる場合であつても、最初の溶融金属の衝
突により、弁体がはね上げられ、その後ガスが来
て溶融金属による上方への押圧力がなくなつて
も、弁７は圧縮ばね１５の力により上方への移動
習性が与えられているため、弁７による排気通路
の閉塞は確実に行われる。

また、第１図からも明らかなように弁頭７ａは
その下面に極めて深い凹部７ｄが形成されている
ため、溶湯金属や金属粉等はほとんどがこの凹部
７ｄ内に激突するため、溶融金属等が弁頭７ａの
周囲を通つて弁頭７の上方にまわり込む不都合は
なくなり、弁頭７ａは確実に弁座１０に対して着
座することができる。

このようにして射出が行われ、ガス抜き装置の
弁７が閉じた状態で、所定時間の加圧冷却により
鋳込み作業が終了すれば、型間きを行つた後、シ
リンダ２１を作動させ、スプール９を上昇させ
る。そして、この上昇動作に伴い、キヤビテイ
４、ガス抜き道５、ガス抜き溝６および通路８内
に充満されて凝固した金属が弁７から離れ、図示
していない製品押出装置により、成形品を可動金
型から取出す。

シリンダ２１が作動し、スプール９全体が引き
上げられたら、前記したようにばね受け１３の上
に空気圧を作用させ、ばね受け１３を圧縮ばね１
５の力に打勝つて下方に押して弁７を開き、圧縮
空気で弁頭７ａ部や弁座１０部などを掃除する。

また、ガス抜き装置３全体を掃除したり、保守
したい場合には蝶ねじ２４をゆるめ、回動レバー
２５を約90度回動させ、垂直状態から水平状態に
位置させれば、スプール９の上端部に形成された
突出部９ｃはＴ溝１９ａから容易に取外すことが
でき、スプール９全体を極めて容易に取外すこと
ができる。

本実施例は以上のように構成されているため、
従来のような機械的なストツパ機構を用いること
なく、空気圧を用いて弁の開閉を遠隔操作するこ
とができ、装置をコンパクトにできるだけでな
く、作業者による弁の調節等の煩わしく危検な動
作を伴わずに弁の開閉を行える。

第３図は本発明の他の実施例を説明するもの
で、説明に必要な部分を除いて簡略化して示して
ある。

本実施例にあつてはピストン構造を有する前記
ばね受け１３を常時上方に押圧するスプリング１
５をなくし、通孔２９ａ，２９ｂに配管３１，３
２を介して電磁切替弁３３を接続し、電磁切替弁
３３と空気源３５との間に電磁切替弁３３側から
順に電磁切替弁３６および設定圧力を調整可能な
減圧弁３４を設けてある。

本実施例は以上のような構造を採用しているた
め、射出成形装置の運転開始初期における低束射
出時においては電磁切替弁３３，３６をオフとし
ておけば、減圧弁３７によつて所定の圧力に減圧
された空気圧が室１４のばね受け１３の下側に供
給される。

そして、この時の圧力をスチールボール１７に
よる押圧力よりも若干小さな値にセツトしておけ
ば弁７を開いた状態に保つことができる。そし
て、弁７に上方への力を作用させておくととも
に、弁７が閉じた後に弁７が開かないようにして
いる。すなわち、減圧弁３７を介して導かれる空
気圧が第１図および第２図に示す実施例における
スプリング１５の役割を果たす。この場合、射出
時に弁７に溶湯の慣性力が作用すれば、弁は閉じ
る。

なお、電磁切替弁３６をオンにすれば、圧縮空
気源３５の圧力によつて、ばね受け１３は強制的
に押上げられ、弁７は閉じる。このように、弁７
を空気圧によつて閉じた状態で金型側にセツト
し、低速射出により運転初期のためし打ちを行え
ば、溶湯の慣性力が小さく弁７を閉じる程の力が
ない場合においても、溶湯が弁室側にまわり込む
ことはない。

一方、金型が温まり、低速射出と高速射出の組
合わせにより通常の射出成形を行う場合には、シ
リンダ２１によつてスプール９が上昇位置にあ
り、金型が開いている状態で、電磁切替弁３３，
３６をオンすれば、空気源３５の圧力はピストン
構造のばね受け１３の上側に至る。この結果、弁
７は強制的に開かれた状態となる。従つて、シリ
ンダ２１によつてスプール９が下降される時のシ
ヨツクによつて弁７が閉じてしまうことがない。

本実施例は以上のように構成されているため、
前述した実施例と同様の効果が得られると共に、
圧縮ばね１５を設けなくても良く部品点数が減少
され組立てが容易となる。

以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば空気圧によつて弁の開閉を強制的に行え、か
つ、遠隔操作が可能な構造とされているため、従
来のように弁を開かせるために機械的なストツパ
機構は不要で、構造が簡略化される。

また、操作者が弁の開閉を手動操作により行わ
なくても良いため煩わしさや危険を伴わず、しか
も確実な遠隔操作や自動操作が可能となる。

そして、ストツパ機構用のレバー等を弁に取付
ける必要もないので、弁の質量を小さくし、弁の
慣性力を小さくすることができるため、弁の開閉
動作の応答性を著しく向上させることができる。

また、弁棒の上端をピストン構造とし、その前
室に空気圧を作用させる構成を採用しているの
で、運転開始時の試し打ちの場合等のように、リ
モコン操作により、弁を閉じさせることができ、
低速射出時において弁が閉じないで溶湯が弁室側
に入り込むという不都合な事故を生じることがな
く、その時に弁部に溶湯がいかないように通路を
人的に遮断する必要もない。また、ピストン構造
の後室に空気圧を作用させる構造を採用している
ので、スプール下降時のシヨツクがあつても弁は
閉じず、弁を開いたままでスプールを下降させ、
正常なガス抜き機能を保持させることができる。

なお、本発明は、従来より公知のように、スプ
ールに設けたガス排出用の排出口を大気中に開放
したり、真空吸引装置に連結したりしておくこと
ができ、また、溶湯の流れが正常な射出途中に電
気的指令で弁を閉じるようにすることができる
が、その場合に、電気的指令のタイミングがうま
くとれなかつたら、指令によつて弁が閉じる前に
溶湯が弁部まで来て溶湯が弁装置内に入り、弁装
置の作用が不確実になろうとするが、その場合で
も、射出途中のおくれた電気的指令によつて弁が
閉じる前に溶湯の慣性力の作用で弁が閉じるの
で、弁の閉じ動作が常に確実に行われ、かつ、安
全であり、長期連続運転に充分にこたえうる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の１実施例を示す
縦断側面図および一部断面した正面図、第３図は
本発明の他の実施例を示す空気回路図、第４図は
本発明に類した従来の装置の１例を示す縦断面図
である。１……固定金型、２……可動金型、３……ガス
抜き装置、４……キヤビテイ、７……弁、９……
スプール、１０……弁座、１１……弁室、１３…
…ばね受け、１５，１６……圧縮ばね、１７……
スチールボール、１９……ブロツク、１９ａ……
Ｔ溝、２１……シリンダ、２５……回動レバー、
３３，３４，３６……電磁切替弁、３５……圧縮
空気源、３７……減圧弁。

Claims

【特許請求の範囲】１金型に取付けうるスプールの内部に弁を摺動
自在に設け、弁の弁棒部の後端部をピストンにし
て前記スプール内に摺動自在に設け、ピストンの
後面部に作動圧を作用させうる装置を設け、か
つ、弁に弁を閉じる方向の力を作用させる力発生
装置を前記ピストン前面側に設けた金型用ガス抜
き装置。２弁に弁を閉じる方向の力を作用させる力発生
装置として、ピストン前面側に圧縮ばねを設け、
かつ、ピストン前面部に作動圧を作用させうる装
置を設けた特許請求の範囲第１項記載の金型用ガ
ス抜き装置。３弁に弁を閉じる方向の力を作用させる力発生
装置として、ピストン前面部に所望の２段階の作
動圧を作用させうる装置を設けた特許請求の範囲
第１項記載の金型用ガス抜き装置。